C80高性能混凝土的研制及在管桩中的应用论文_张建锋

南通同诚建设工程质量检测有限公司

摘要:本文通过分析研究,经过大量的试验,调整各材料的配合比例,成功的配制出具有保证率98%的C80高性能混凝土。

关键词:高性能混凝土;水胶比;水灰比;坍落度;砂率

1、前言

高性能混凝土(HPC)是 80年代后期国外最先提出的,现已在国内外得到大量推广,并且取得了较好的经济效益。高性能混凝土是将高强度、高耐久性、高工作性作为必须满足的三项基本要求,已成为混凝土技术的发展方向。

2、研制意义

南通建工集团管桩公司根据实际生产,要求生产出一批C80高性能混凝土的管桩,国内外虽有C80混凝土的研制,但南通目前还没有此类技术的应用。由于实际使用材料的限制,必须生产出使用地产材料配制而成的C80高性能混凝土以满足管桩公司的要求,同时填补南通在这一技术内的空白。

3、配制用材料

水泥 海螺集团南通水泥有限公司生产的普通硅酸盐42.5级水泥,物理性能为:安定性(雷氏夹法)合格;细度(0.08mm筛余)2.3%;初凝时间2h20min,终凝时间3h55min;3d抗压强度22.3Mpa,抗折强度4.5Mpa;28d抗压强度47.2Mpa,抗折强度7.9Mpa。

粉煤灰 采用华能南通电厂生产的I级灰,其细度(0.045mm筛余)6.8%;烧失量2.4%。

细骨料到 细骨料为安徽芜湖产中砂,细度模数2.5,含泥量1.0%,泥块含量0.4%。

粗骨料 粗骨料为江苏江阴产碎石,粒径5-25mm连续级配,含泥量0.3%,压碎指标5.2%,针片状含量3.1%。

外加剂 江苏江宁产JM-Ⅲ缓凝高效减水剂,减水率24.1%。

4、试配

根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000),计算配制强度

fcu,0=80+1.645×6=89.9Mpa

根据实际施工需要,坍落度要求控制在50-70mm,确定基准用水量为155kg/m3。

根据现有资料选取基准水胶比0.26。

通过公式求出胶凝材料总量,W=155/0.26=596kg/m3。

外加剂用量为596×7%=41.7kg/m3。

粉煤灰用量选取为水泥用量的25%,且外加剂有一定的凝结作用,能等量取代水泥用量,故水泥与粉煤灰的总量为596-41.7=554.3kg/m3,考虑的高性能混凝土的高工作性,粉煤灰用量宜为水泥用的25%①,这样可以求出基准水泥用量为443kg/m3,基准粉煤灰用量为111kg/m3。

由于高性能混凝土,其水胶比和用水量均较小,浆体一般较粘,试验时砂率控制在34%左右,一般不超过37%。这样计算砂用量则为595kg/m3,石子用量为1155kg/m3。

在确定了C80高性能混凝土的各种基准参数条件下,我们进行了大量的有计划有目的的试验,以便选取最佳配合比。实际试验结果见下表。

根据相关资料及实际实验结果可以看出,水胶比在一定条件下仍是混凝土强度的决定因素,水胶比越小,混凝土强度越高,反之混凝土强度则越小。水胶比对高性能混凝土的影响毕竟明显,很小的水剂比差异,都会引起混凝土强度明显的变化。

根据试配,C80高性能混凝土的配合比为水:水泥:砂:碎石:粉煤灰:外加剂=0.32:1:1.18:2.29:0.25:0.09

5、C80高性能混凝土的性能

5.1拌合物的性能

容重平均值为2500kg/m3;无离析和泌水现象,坍落度在50-70mm之间,可在较长的时间内保持优良的工作性能。

5.2硬化后混凝土性能

抗压强度共做20组试块,平均值为88.7Mpa,标准差为2.7Mpa。抗渗性在P20以上,劈开试件检查其渗水高度很小;抗冻性能经100次冻融循环试验,外观完整,强度、质量几乎没有损失。说明达到高性能混凝土的耐久性要求。

6、研制注意事项

6.1配制高性能混凝土时,其粗骨料的最大粒径不应大于25mm,针片状颗粒含量不宜大于5.0%,含泥量不应大于0.5%,泥块含量不宜大于0.2%;其他质量指标应符合现行行业标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》(JGJ53)的规定。

6.2细骨料的细度模数宜大于2.6,含泥量不应大于2.0%,泥块含量不应大于0.5%;其他质量指标应符合现行行业标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》(JGJ52)的规定。

6.3C80高性能混凝土的水泥用量不应大于550kg/m3;水泥和矿物掺合料的总量不应大于600kg/m3。这是因为水泥水化时产生大量的水化热,产生局部应力,破坏其内部结构,所以水泥用量不宜过大。加缓凝型外加剂的目的也在于此。

6.4配制时应先加外加剂后加水,这样有利于外叫剂在水泥水化前就充分发挥作用。

7、结束语

通过上述试验和实际管桩生产,可以看出,采用本地产材料配制C80混凝土是完全可行的,且实际生产的管桩受到各用户的好评。为使C80高性能混凝土实现管桩工程施工的稳定应用,生产C80高性能混凝土的过程中,必须严格控制材料质量和用量,加强管理,确保生产出高质量的管桩。

①——粉煤灰的用量为水泥用量的25%为实验确定的数值。为确定此数值选取0.26基准水胶比作了如下实验:

由上表可看出粉煤灰用量过大,混凝土的强度明显下降,强度保证率偏低,而用量过小,混凝土拌合物的性能不理想。由些看出,粉煤灰的用量宜为水泥用量的25%。

②——标准养护条件是温度控制在20±3℃,相对湿度控制在90%以上。

论文作者:张建锋

论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期

论文发表时间:2018/4/3

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